常见的添加剂和增强物质有:聚(PTFE)、二化钼、**高分子量聚、硅、石墨、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。
1、聚(PTFE,铁氟龙)
聚(PTFE),俗称铁氟龙,于1938年由杜邦发明。
PTFE几乎不与任何物质粘合,同时还具有自润滑性,因此通常被用于防粘涂层。不粘锅涂层就是PTFE的经典应用。
PTFE不粘锅
PTFE微粉是用作添加剂的品种,是所有耐摩擦添加剂中摩擦系数的,在磨擦过程中PTFE微粉会在零件表面形成润滑的薄膜。是高负荷应用中的耐磨添加剂。 适当的PTFE添加量为非结晶性塑料含15%PTFE、而结晶性塑料含20%PTFE。
PTFE微粉
PTFE 微粉可应用于工程塑料、涂料、油墨、油漆、润滑油、薄膜、橡胶等,可增强主体材料的性能,如:
1.耐磨损性、耐摩擦性和耐划擦性
2.易去污特性
3.抗粘连特性
4.润滑性能(用于工程塑料改性)
5.抗摩擦,抗磨损性能
PTFE增强POM制造的机械零件
PTFE的性能特点
PTFE是由单体聚合而成的聚合物,是一种类似于PE的透明或不透明的蜡状物,其密度为2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。它的化学结构与PE相似,只是聚中的全部原子都被氟原子所取代。由于C-F键键能高,性能稳定,因而其耐化学腐蚀性,能够承受除了熔融的碱金属、氟化介质以及**300℃的之外的所有强酸(包括),以及强氧化剂、还原剂和各种的作用;PTFE分子中F原子对称,C-F键中两种元素以共价键结合,分子中没有游离的电子,使整个分子呈中性,因此它具有优良的介电性能,而且其电绝缘性不受环境及频率的影响。它的体积电阻大于1017健m,介电损耗小,击穿电压高、耐电弧性好,能在250℃的电气环境下长期工作;因PTFE分子结构中没有键,结构对称,所以它的结晶度很高(一般结晶度为55%~75%,有时高达94%),使PTFE耐热性能好,其熔融温度为324℃,分解温度为415℃,高使用温度为250℃,脆化温度为-190℃,热变形温度(0.46MPa条件下)为120℃。PTFE的力学性能良好,其拉伸强度为21~28MPa,弯曲强度为11~14MPa,伸长率为250%~300%,对钢的动静摩擦系数均为0.04,比尼龙、聚、聚酯塑料的摩擦系数都小。纯PTFE强度低、耐磨性差以及耐蠕变性不好,通常要在PTFE聚合物中添加一些无机颗粒,如石墨、二化钼、三氧化二铝、玻纤、碳纤维等来提高其力学性能;也可利用与其他聚合物如聚酯(PHB)、聚醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚全氟(/)共聚物()等共混的方法来扩展其阻尼温度范围,提高其耐蠕变性。
在电子电气方面的应用
PTFE材料固有的低损耗与小介电常数使其可做成漆包线,以用于微型电机、热电偶、控制装置等;PTFE薄膜是制造电容器、无线电绝缘衬垫、绝缘电缆、马达及变压器的理想绝缘材料,也是航空航天等工业电子部件不可缺少的材料之一;
利用氟塑料薄膜对氧气透过性大,而对水蒸汽的透过性小的这种选择透过性,可制造氧气传感器;利用氟塑料在高温、高压下发生向电荷偏离现象的特性,可制造麦克风、扬声器、机器人上的零件等;利用其低折射率的特性,可制造光导纤维。
聚是的聚合物。英文缩写为PTFE。结构式为:CF3(CF2CF2)nCF3。20世纪30年代末期发现,40年代投入工业生产。性质 聚相对分子质量较大,低的为数十万,高的达一千万以上,一般为数百万(聚合度在104数量级,而聚仅在103)。一般结晶度为90~95%,熔融温度为327~342℃。聚分子中CF2单元按锯齿形状排列,由于氟原子半径较稍大,所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向,而是形成一个螺旋状的扭曲链,氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。这种分子结构解释了聚的各种性能。温度**19℃时,形成13/6螺旋;在19℃发生相变,分子稍微解开,形成15/7螺旋。
虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ/mol,但聚解聚生成1mol仅需能量171.38kJ。所以在高温裂解时,聚主要解聚为。聚在260、370和420℃时的失重速率(%)每小时分别为1×10-4.4×10-3和9×10-2。可见,聚可在 260℃长期使用。由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟和等,所以要特别注意安全防护并防止聚接触明火。
聚的缺点和改进
(1)聚具有“冷流性”。即材料制品在长时间连续载荷作用下发生的塑性变形(蠕变),这给它的应用带来一定的限制。如当PTFE用作密封垫时,为密封严密而把螺栓拧得很紧,以致**过特定的压缩应力时,会使垫圈产生“冷流”(蠕变)而被压扁。
这些缺点可通过加入适当的填料及改进零件结构等方法来克服。
(2) 聚的熔体粘度很高,在高温下也不流动。它在熔点(327℃)以上,熔体粘度达到1 010 Pa.s,即使加热到分解温度也不流动。
这就使它不能采用一般热塑性塑料的成型方法,而要采用类似粉末冶金那样的烧结方法成型。
(3)PTFE具有**的不粘性,限制了其工业上的应用。它是好的防粘材料,这种性能又使它与其他物件的表面粘合为困难。
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